LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK TENAGA ELEKTRIK II
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Praktikum Teknik Tenaga Elektrik II dengan dosen pengampu Drs. Elih Mulyana, M. Si.
Disusun oleh: Handi Agus H. 0908810
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2012
1
LAPORAN TRAFO
Dalam praktikum trafo ini, terbagi menjadi beberapa tahapan yakni mulai dari perancangan trafo, pembuatan trafo, pengetesan trafo dengan beban nol, dan pengetesan trafo dengan menggunakan beban. Trafo yang yang akan dibuat ialah trafo satu phasa. A. Tujuan Praktikum
Dalam praktikum trafo ini, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa mampu untuk merancang trafo satu phasa; 2. Mahasiswa mampu untuk membuat trafo satu phasa; 3. Mahasiswa mengetahui dan menganalisis rugi inti yang ada pada trafo; 4. Mamhasiswa mengetahui karakteristik dari trafo ketika dilakukan pengetesan beban nol; dan 5. Mahasiswa mengetahui kinerja dari sebuah trafo. B. Landasan Teori
Transformator (atau yang lebih popular dengan nama trafo) ialah suatu peralatan elektronik yang mampu untuk memindahkan energy dari suatu sirkuit ke sirkuit yang lainnya melalui proses induksi dari kumparan melalui inti besi. Biasanya trafo digunakan untuk merubah tegangan, baik itu dari tegangan listrik tinggi ke tegangan listrik yang rendah atau biasa disebut trafo step down atau juga dari tegangan listrik yang rendah ke tegangan listrik yang tinggi atau yang sering disebut trafo step up. Berikut adalah rumus untuk penerapan perhitungan trafo:
2
Gambar 1. Inti Trafo Biasanya inti dari sebuah transformator dengan jenis E I mempunyai ukuran a adalah 1.4; 1.6; 2.5; 2.8; 3.2; 3.5; 4.2; 4.5; 5.7; … (dalam satuan cm) cm).. dalam perancangannya, ukuran b ≥ a. Dan untuk menentukan daya dan arus transformator, diameter kawat yang akan digunakan, dan jumlah lilitan adalah sebagai berikut: 1. Daya Transforamtor
P= 2. Arus Transformator
I=
Untuk harga V diambil dari tegangan pada kumparan primer maupun sekunder. 3. Dimater kawat 2
2
d = 1.13 x
3
= rapat arus (2.5 – (2.5 – 6) 6) amper/mm
2
4. Jumlah Lilitan
= Ada dua jenis rugi yang ada pada sebuah trafo, rugi inti dan rugi tembaga. Tes beban nol digunakan untuk membuktikan nilai-nilai rugi-rugi inti yang terjadi pada transformator.
Gambar 2. Autotrafo Trafo Pada saat trafo dihubungkan dengan sumber AC, maka rugi tembaga pada sisi primer sangat kecil, bahkan bisa diabaikan, sedangkan yang diperhitungkan pada kondisi demikian ialah rugi inti. Arus input I o lagging terhadap V 1 dengan sudut ϕo o
kurang dari 90 . Po= V1Io Cos ϕo Iw = Io Cos ϕo Iµ = Io Sin ϕo Sebuah trafo biasanya mempunyai output daya yang tergantung pada arus dan tegangannya. Secara matematis ialah: 4
P = V I Cos ϕ Apabila sebuah transformator disuplai dengan tegangan yang konstan, maka daya yang dihasilkan juga konstan pula, ini sesuai dengan kemampuan dari trafo tersebut. Pada kondisi tersebut, pada saat beban dinaikkan (arusnya meningkat), 2
sehingga I R meningkat maka drop tegangan akan meningkat pula, sehingga akan terjadi penurunan tegangan pada sisi sekunder.
Gambar 3. Pengukuran trafo berbeban C. Alat dan Bahan
Karena praktikum dibagi menjadi beberapa tahap, dan untuk perancangan dan pembuatan trafo satu phasa maka alat dan bahan yang diperlukan untuk keperluan praktikum adalah sebagai berikut: 1. Alat lilit trafo manual; 2. Kawat tembaga secukupnya, masing-masing ukuran; 3. Inti besi E dan I; 4. Kertas prespahn; 5. Solder dan timah; 6. Dudukan lilitan; 7. Gunting; 8. Cutter; 9. Solasi Kertas; 10. Palu; dan 11. Alat tulis. 5
Sedangkan alat dan bahan yang diperlukan dalam pengukuran tes beban nol adalah sebagai berikut: 1. Trafo yang telah dibuat; 2. Ampere meter digital/analog; 3. Volt meter digital/analog; 4. Cos phi meter; 5. Multi meter; dan 6. Kabel. Dan untuk pengetesan trafo dengan berbeban diperlukan alat dan bahan sebagai berikut: 1. Trafo yang telah dibuat; 2. Ampere meter digital/analog; 3. Volt meter digital/analog; 4. Beban resistif; 5. Multi meter; dan 6. Kabel.
D. Cara Kerja
1. Perancangan dan Pembuatan Trafo a. Persiapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan; b. Rancanglah trafo seperti gambar berikut 220 V
15 V
0 V
0 V
Gambar 4. Rancangan trafo
6
c. Lakukan penghitungan arus trafo yang akan dibuat dengan mengggunkan rumus yang telah ditentukan; d. Mulai lakukan penglilitan rangkaian primer dengan kawat tembaga yang telah ditentukan melalui perhitungan; e. Ketika melilit, hitunglah jumlah lilitan dengan benar dan tumpukan lilitan kawat harus rapi; f.
Apabila jumlah lilitan rangkaian primer sudah sesuai dengan yang ditentukan, bungkus lilitan menggunakan kertas prespahn;
g. Lakukan penglilitan rangkaian sekunder dengan kawat tembaga yang telah ditentukan melalui perhitungan; h. Ketika melilit, hitunglah jumlah lilitan dengan benar dan tumpukan lilitan kawat harus rapi; i.
Apabila jumlah lilitan rangkaian sekunder sudah sesuai dengan yang ditentukan, bungkus lilitan menggunakan kertas prespahn;
j.
Pasanglah terminal lift lalu solder ujung-ujung kawat primet dan sekunder;
k. Pasanglah int besi E ke dalam dudukan lilitan; l.
Pasanglah inti besi ke sela-sela inti besi E;
m. Pasanglah rumah trafo; dan n. Uji trafo.
2. Tes Beban Nol Setelah trafo berhasil dibuat, maka langkah selanjutnya adalah: a. Buat rangkaian seperti pada gambar, tambahkan pengukuran Cos ϕo dan watt meter; b. Lakukan percobaan; dan c. Catat hasil percobaan.
3. Pengetesan Trafo Berbeban
7
Setelah trafo dilakukan uji tes beban nol, maka langkah selanjutnya ialah pengetesan trafo berbeban. a. Lakukan pengukuran R dan L sebelum melakukan percobaan beban nol maupun berbeban; b. Buat rangkaian seperti pada gambar; c. Lakukan percobaan; dan d. Catat hasil percobaan.
E. Hasil Praktikum
1. Perancangan dan Pembuatan Trafo Spesifikasi trafo yang akan dibuat: a. Vprimer
= 220 V
b. Vsekunder
= 15 V
c. Ukuran inti
: a = 2.5 cm dan b = 4 cm
d. Iout
=3A
Perhitungan:
Daya total
= 15 x 3 = 45 watt
P
45
= = Qeff
= 7.42
Qeff
=
x q 8
7.42
= 0.9 x q
Q
= 8.25
Ukuran Inti E yang akan digunakan: a = 2.5 q=axb
b=
= 3.3 cm
Menentukan Lilitan: P = 45 W V = 220 V I1 =
= 0.204 A
Diameter kawat primer = 1.13
√
= 1.13
√
= 0.3232 mm
= 1.13
√
= 0.2034 mm
= 0,4 mm
Diameter kawat sekunder
= 1.13
√ 9
= 1.13
√
= 1.13
√
= 1.23 mm
= 0.8 mm
Jumlah Lilitan (lilit/volt) N/V =
= = 4 lilit/ volt a. Primer 220 V
220 x 4 = 880 lilitan (toleransi 10 % = 968 lilitan) b. Sekunder 15 V 15 x 4 = 60 lilitan (toleransi 15 % = 69 lilitan)
2. Tes Trafo beban Nol Cos
V (in)
I (in)
220 V
0.036 A
Perhitungan:
Pinti
= V I Cos
0,141
V (out) 16 V
= 220 . 0,036 . 0,141 = 1,12 watt 3. Tes Trafo Berbeban
10
Vin
I (in)
Vout
Iout
Cos φ
221,1 V
0.24 A
14.1 V
3.06 A
1
Perhitungan a. Primer = V.I.Cos φ
Pin
= 220 . 0,24 . 1 = 52,8 Watt b. Sekunder Pout
= V.I = 14,1 x 3,06 = 43,15 Watt
c. Rugi-rugi Rugi-rugi
= Pin – Pin – Pout Pout = 52,8 – 52,8 – 43,146 43,146 = 9,654 watt
d. Prugi Prugi
= Pinti + Pcu
9,654 = 1,14 + Pcu Pcu
= 7,865
e. Pcu
11
Pcu
2
=I .R 2
= I1 . Reqp 2
= I2 . Reqs I1
2
Reqp
= = ())() = =
= 136,54 Ω Reqp
= ()() = =
= 0,84 Ω ῄ
=
x 100 %
=
x 100 %
= 81,71 %
12
F. Kesimpulan
Didalam melilit sebuah trafo, diperlukan sebuah ketelitian dan kecermatan yang tinggi. Karena ini berkaitan dengan estetika trafo dan output trafo yang diinginkan. Apabila lilitan trafo menumpuk hanya pada salah satu tempat, maka akan mengurangi kerapihan dari sebuah lilitan trafo. Dan apabila jumlah lilitan trafo tidak sesuai dengan yang telah direncanakan (kurang atau lebih) maka ini akan berpengaruh pada tegangan output yang akan dihasilkan. Trafo yang telah dibuat mempunyai drop tegangan sebesar 0,9 V (V drop = 15 – 14,1 = 0,9). Trafo yang dianggap baik dan layak digunakan ialah trafo yang mempunyai efisisensi diatas 80 % ketika dites berbeban, ini berarti trafo yang telah dibuat memang layak digunakan dan dalam keadaan baik.
13
LAPORAN PENGUKURAN KWH 3 PHASA A. Tujuan
Dalam praktikum pengukuran kwh 3 phasa, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa mampu mengukur KWH meter tiga phasa; dan 2. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh pembebanan pada KWH meter 3 phasa. B. Landasan Teori KWH meter merupakan suatu alat ukur yang banyak sekali dipakai baik di
lingkungan perumahan, perkantoran maupun industri. Pada awalnya, fungsi utama dari KWH meter ialah untuk menghitung jumlah pemakaian energi listrik oleh konsumen. Namun dengan perkembangan teknologi yang begitu cepat, maka KWH meter berkembang menjadi suatu alat ukur yang tidak hanya berfungsi untuk
menghitung energy listrik, namun dapat juga secara otomatis mengirimkan hasil pengukurannya kepada perusahaan listrik yang bersangkutan (PLN atau swasta). Perkembangan KWH meter ini didukung karena adanya perkembangan yang luar biasa pesatnya pada dunia teknologi informasi. Ada dua jenis KWH meter yang banyak digunakan yakni KWH meter 1 phasa dan KWH meter 3 phasa. Namun untuk kesempatan kali ini yang akan dibahas yakni KWH meter 3, sedangkan KWH meter 1 phasa akan dibahas pada praktikum
selanjutnya. KWH meter 3 fasa merupakan suatu alat ukur untuk menghitung pemakaian energi listrik 3 fasa, biasanya alat ukur ini sering digunakan pada konsumen yang memerlukan energy listrik yang besar. Seperti pusat perbelanjaan, perkantoran dan industri, perumahan jarang menggunakan listrik 3 fasa dikarenakan tarif dasar yang cukup mahal, Gambar rangkaian pengukuran pada KWH meter 3 fasa:
14
KWH. METER 3 FASE 4 KAWAT
R
B
S
E
T
B
N
A sam.12.05.
N
Gambar 5. Rangkaian Pengukuran LWH 3 pHasa Pada saat arus beban mengalir pada kumparan, arus akan menimbulkan flux magnet magnet ф1, sedangkan pada kumparan tegangan terjadi perbedaan fase antara arus dan tegangan sebesar 900, hal ini karena kumparan tegangan bersifat inductor. Arus yang melalui kumparan tegangan akan menimbulkan flux magnit ф2 yang berbeda fase 900 dengan ф1.
Gambar 6. Prinsip Kerja KWH meter 3 Phasa
15
Perbedaan Perbedaan fase antara ф1 dan ф2 akan menyebabkan momen gerak pada keeping aluminium (D) sehingga berputar. Putaran keeping Aluminium (piringan) dan di transfer pada roda-roda pencatat. Besarnya momen gerak ini sebanding dengan Arus I dan tegangan V yaitu : T ≈ k . V . I . Cos φ Pada transfer mati nilai putaran keping Alumunium ke roda-roda pencatat dilakukan kalibrasi untuk memperoleh nilai energy terukur dalam besaran kWh (Kilo Watt Hours). C. Alat dan Bahan
1. Motor induksi 3 phasa; 2. Alat ukur HIOKI; 3. Terminal; 4. KWH meter 3 phasa; 5. Kabel; 6. Tes pen; dan 7. Alat tulis.
D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Pasang motor induksi 3 phasa; 3. Hubungkan tegangan dari trafo 3 phasa yang tersedia; 4. Hubungkan KWH meter 3 phasa ke sumber; 5. Hitung jumlah putaran selama 15 menit; dan 6. Catat hasil percobaan.
16
E. Hasil Praktikum
Data
V
I
(Volt)
(Ampere)
121
7,3
Cos
KWH Meter
P
VA
0,212 KW
1,645 KVA
Motor induksi 3 fasa
1. Frekwensi: 50 Hz 2. Tegangan: 220/380
0,128
195,829
3. Hp: 2 hp
KWH Meter 3 fasa
1. 120put/kwh
1. Daya untuk KWH meter 3 phasa:
V I Cos P = (121) (7,3) (0,128) P=
P = 195,83 W P = 0,19583 KW 2. Daya untuk motor listrik yang beroperasi selama 15 menit P x 15 menit
= 195,83 x
jam
= 49 W/hour = 0,049 KW/jam 3. Putaran selama 15 menit: 54 putaran
= = 0,06 17
F. Kesimpulan
Jumlah beban suatu rangkaian akan berpengaruh pada kecepatan putaran suatu KWH meter yang ini akan mempengaruhi jumlah pemakaian energy listrik.
18
LAPORAN KALIBRASI OHM METER A. Tujuan
Dalam praktikum kalibrasi ohm meter, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat mengetahui tingkat kesalahan dari masing-masing ohm meter; 2. Mahasiswa dapat karakteristik dari jenis ohm meter; dan 3. Mahasiswa dapat mengukur hambatan pada beban resitive dengan menggunakan Ohm Meter.
B. Landasan Teori
Ohm meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu daya untuk menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm meter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.
Gambar 6. Ohm meter digital
19
C. Alat dan Bahan
1. Lima buah ohm meter digital (merk Helles); 2. Lima buah ohm meter analog; 3. Satu buah beban resistif; 4. Kalkulator; dan 5. Alat tulis.
D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan; 2. Atur beban resistif sesuai dengan yang telah diinginkan (1-20 Ω); 3. Hubungkan AVO meter terhadap beban resistif secara bergantian dengan masing-masing pada skala 200 Ω dan 2 KΩ K Ω; dan 4. Catat hasil percobaan.
E. Hasil Praktikum
1. Skala x 1 Ω pada AVOmeter analog dan skala x 200 pada AVOmeter digital
̅
̅
̅
̅ )
2
̅ )
̅ )
ΩM
XA
Xd
1
6,1
4,7
0,42
0,1764
-0,2
0,04
2
3,9
4,5
-1,78
3,1684
-0,4
016
3
7,5
5,1
1,82
3,3124
0,2
0,04
4
4,4
4,9
-1,28
1,6384
0
0
5
4,5
5,3
0,82
0,6724
0,4
0,16
A
5,68
d
4,9
(XA-
A)
(XA-
A
(Xd-
(Xd-
d
8,968
0,4
a. Standar Deviasi
20
d
2
1)
̅ ( ) =
2 SA
=
2)
2 Sd
=
= 1,7936
̅ ( ) =
= 0,08
SA = 1,7936 1,7936
Sd = 0,08 0,08
= 1,339
= 0,28
b. t hitung thit
̅ ) ̅ ( = ( ) ( ) = ( ) =
= 2,294 2. Skala x 10 Ω pada AVOmeter analog dan skala x 2 K Ω pada AVOmeter digital
̅
̅
̅
̅ )
2
̅ )
̅ )
ΩM
XA
Xd
1
0,35
0,004
-0,206
0,042436
-0,0002
4x10
-8
2
0,29
0,004
-0,266
0,070756
-0,0002
4x10
-8
3
0,9
0,004
0,344
0,118336
-0,0002
4x10
-8
4
0,34
0,004
-0,216
0,046656
-0,0002
4x10
-8
5
0,9
0,005
0,344
0,118336
0,0008
6,4x10
A
0,556
d
0,0042
(XA-
A)
(XA-
A
(Xd-
(Xd-
d
0,079304
8x10
21
d
2
-7
-7
a. Standar Deviasi 1)
2 SA
=
̅ ( ) =
= 0,079304
SA = 0,079304 0,079304 = 0,282
2)
2 Sd
=
̅ ( ) =
= 1,6x10
-7 -7
Sd = 1,6x10 1,6x10 = 0,0004
b. t hitung
̅ ) ̅ ( t = ( ) ( ) = () = 8.138.643,07 = hit
F. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka bisa disimpulkan bahwa masing-masing alat ukur mempunyai hasil pembacaan yang berbeda-beda, baik itu ananlog maupun digital, terhadap komponen yang sama. Dan setiap alat ukur mempunyai tingkat kesalahan yang bervariasi. Oleh karena itu, apabila hendak melakukan suatu pengukuran terhadap komponen maka alangkah baiknya apabila dilakukan kalibrasi terlebih dahulu sebelum menggunakan alat ukur tersebut.
22
LAPORAN KALIBRASI AMPERE METER A. Tujuan
Dalam praktikum kalibrasi ampere meter, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa mengetahui tingkat kesalahan/ error dari masing-masing alat ukur; dan 2. Mahasiswa dapat mengukur hambatan pada beban resitive dengan menggunakan Ampere Meter. B. Landasan Teori
Amperemeter adalah sebuah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. Ampermeter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.
Gambar 7. Amperemeter Amperemeter bekerja sesuai dengan memanfaatkan gaya lorentz dan gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang menyelimuti medan magnet akan 23
menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya. C. Alat dan Bahan
1. Slide resistor type 2791; 2. Power Supply; 3. Sepuluh buah mulitester analog; 4. Satu buah multitester digital; dan 5. Alat tulis. D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Atur hambatan untuk pengukuran yang pertama (100 Ω, 12 volt); 3. Ukur dengan menggunakan AVOmeter digital, pengukuran ini dijadikan sebagai master; 4. Ukur dengan menggunakan AVometer analog, hingga sepuluh kali pengukuran/percobaan; 5. Baca hasil pengukuran; 6. Tulis hasil pengukuran; 7. Untuk pengukuran yang kedua, atur hambatan pada 50 Ω yang dijadikan sebagai pembanding; 8. Ukur dengan menggunakan AVOmeter digital;
24
9. Ukur dengan menggunakan AVometer analog, hingga sepuluh kali pengukuran/percobaan; 10. Baca hasil pengukuran; dan 11. Tulis hasil pengukuran. E. Hasil Praktikum
Resistor (1) = 100 Ω
Ampere-meter
Resistor(2) = 50 Ω
ke-n
A-meter terukur
1
0,075
0,22
2
0,072
0,215
3
0,074
0,13
4
0,071
0,2
5
0,072
6
0,062
7
0,075
0,208
8
0,077
0,219
9
0,073
0,216
10
0,07
0,21
A-meter digital
0,07
A-meter terukur
A-meter digital
0,22
0,2
0,21
F. Kesimpulan
1. Masing-masing amperemeter analog, mempunyai hasil pembacaan/ pengukuran yang berbeda-beda; 2. Masing-masing
amperemeter
mempunyai
tingkat
kesalahan
yang
berbeda-beda; dan
25
3. Semakin kecil suatu nilai hambatan, maka akan semakin besar nilai arusnya.
26
LAPORAN KWH METER 1 PHASA A. Tujuan
Dalam praktikum KWH meter 1 phasa, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa mampu mengukur beban dengan menggunakan KWH meter 1 phasa; 2. Mahasiswa mampu mengukur pengaruh pembebanan pada KWH meter 1 phasa; dan 3. Mahasiswa mampu menggunakan alat HIOKI. B. Landasan Teori
Seperti telah diketahui pada praktikum sebelumnya bahwa KWH meter berfungsi untuk menghitung jumlah pemakaian energi listrik oleh konsumen. Dan ada dua jenis KWH meter yang banyak digunakan, KWH meter 1 Phasa dan KWH meter 3 Phasa. Dan untuk kali ini yang akan dibahas ialah KWH meter 1 phasa.
Gambar 8. KWH meter 1 Phasa
27
KW meter 1 phasa merupakan alat ukur untuk menghitung jumlah pemakaian energy listrik satu phasa yang digunakan oleh konsumen. Biasanya alat ukur ni banyak digunakan di konsumen-konsumen yang memerlukan beban tidak terlalu besar, seperti perumahan. Berikut hubungan rangkaian KWH meter 1 phasa:
5. Watt meter F
W
W V A
N
6. KWH METER 1 FASE
1
3
4
6
L N
Gambar 9. Rangkaian KWH meter 1 Phasa C. Alat dan Bahan
1. Lampu pijar dua buah (100 watt dan 23 watt); 2. Motor induksi 1 phasa; 3. Alat ukur HIOKI; 4. Papan rangkaian 1 phasa; 5. KWH meter 1 Phasa; 6. Kabel; 7. Test pen; dan 8. Alat tulis.
28
D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Pasang KWH meter 1 phasa sesuai dengan skema rangkaian berikut ini:
Gambar 10. Skema rangkaian 3. Hitung terminal kabel ke sumber tegangan 220 V; 4. Hitung putaran KWH meter selama 15 menit; 5. Hitung jumlah putaran; 6. Ukur daya, arus, tegangan, daya semu, dan cos
pada rangakain
menggunakan HIOKI; dan 7. Catat hasil pengukuran. E. Hasil Praktikum
Selama 15 menit terjadi 54 putaran.
KWH Meter Putaran= 54 Putaran
Nama Beban Lampu Pijar : 23 Watt
V
: 217,4 V
29
KWH =
= 0,06
Lampu Pijar : 100 Watt
I
Motor
Cos
: 370 Watt
Total beban : 493 Watt KWH : 0,123
: 2,82 A
: 0,373
KWH = 57,17
F. Kesimpulan
1. Beban suatu rangkaian akan berpengaruh pada kecepatan putaran suatu KWH meter yang ini akan mempengaruhi jumlah pemakaian energy listrik.
30
LAPORAN PENGUKURAN FAKTOR KERJA (COS φ) A. Tujuan
Dalam praktikum pengukuran factor kerja, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat mengetahui factor kerja pada sebuah beban kerja; 2. Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh factor kerja pada system daya listrik; 3. Mahasiswa dapat mengetahui cara pengukuran factor kerja; dan 4. Mahasiswa mampu membaca hasil pengukuran factor kerja. B. Landasan Teori
Kapasitor atau yang biasa disebut juga dengan kondensator adalah suatu alat yang mampu menyimpan energy dalam suatu medan listrik, yakni dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan untuk kapasitor ialah farad, ini sebagai bentuk penghargaan kepada penemu yakni Michael Faraday (1791-1867). C. Alat dan Bahan
1. HIOKI; 2. Lampu TL dua buah (40 watt); 3. KWH meter 1 phasa; 4. Papan rangkaian 1 phasa; 5. Terminal; 6. Kapasitor dua buah (4,5 μfarad); dan
31
7. Alat tulis. D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Untuk percobaan pertama, pasang lampu TL tanpa menggunakan kapasitor; 3. Rangkai instalasi sesuai dengan rangkaian yang ada; 4. Hubungkan terminal dengan sumber tegangan; 5. Ukur factor kerja menggunakan HIOKI; 6. Catat hasil pengukuran; 7. Percobaan kedua sama dengan percobaan yang pertama, namun pada percobaan kedua menggunakan kapasitor; 8.
Ukur factor kerja menggunakan HIOKI; dan
9. Catat hasil pengukuran;
Gambar 11. Skema Rangkaian E. Hasil Praktikum
Hasil pengukuran sebelum menggunakan kapasitor:
32
Sin
= 0,87
V
I
222,89 V
0,59 A
= 60,527 Cos
0
0,492
P
PA
0,064 KW
0,132 KVA
Px = (V I Sin
)
Px = 222,89 x 0,59 x 0,89 = 114,36 VAR
Hasil pengukuran sebelum menggunakan kapasitor: Sin V 222,4 V
= 0,459 = 27,377 I Cos 0,32 A
0,888
0
P
PA
0,064 KW
0,072 KVA
Px = (V I Sin
)
Px = 222,4 x 0,32 x 0,459 = 32,666 VAR
F. Kesimpulan
Factor kerja dari sebuah peralatan listrik yang sebelum menggunakan kapasitor mempunyai nilai yang lebih dibandingkan dengan setelah menggunakan kapasitor. Ini akan berakibat pada jumlah daya yang dipakai, apabila menggunakan kapasitor penggunaan dayanya lebih kecil dibandingkan dengan yang tidak menggunakan kapasitor. Yang berarti merupakan sebuah penghematan.
33
LAPORAN KALIBRASI VOLTMETER A. Tujuan
Dalam praktikum kalibrasi voltmeter, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa mengetahui tingkat kesalahan/ error dari masing-masing alat ukur; dan 2. Mahasiswa dapat mengetahui cara pengkalibrasian. B. Landasan Teori
Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik dari sebuah rangakaian listrik. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik. Lempengan luar berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah sebagai katoda.
Gambar 12. Volt meter Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.
34
C. Alat dan Bahan
1. AVOmeter analog delapan buah (skala 300 dan 1200); 2. AVOmeter digital satu buah; 3. Sumber tegangan; dan 4. Alat tulis. D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Ukur sumber tegangan menggunakan AVOmeter digital, ini dijadikan sebagai master; 3. Ukur sumber tegangan menggunakan AVOmeter analog dengan skala 300; 4. Catat hasil pengukuran; 5. Ukur sumber tegangan menggunakan AVOmeter analog dengan skala 1200; dan 6. Catat hasil pengukuran. E. Hasil Praktikum
1. Skala 300 , V= 220 Volt VM
XA
1
220
2
220
3
215
4
218
Xd
220
̅
A
218,5
̅
d
220
̅
(XA-
A)
(XA-
̅ ) A
1,5
2,25
1,5
2,25
-3,5
12,25
-0,5
0,25
2
(Xd-
̅ )
(Xd-
d
0
̅ )
0
35
d
2
5
218
-0,5
0,25
6
220
1,5
2,25
7
216
-2,5
6,25
8
221
2,5
6,25
1748
220
32
a. Standar Deviasi 2 SA
̅ ( ) = = =4
SA = 2
b. t hitung
̅ ̅ ( ) t = ( ) () ) = hit
=~ 2. Skala 1200 , V= 220 Volt VM
XA
1
220
2
220
3
215
Xd
220
̅
A
218,25
̅
d
220
̅
(XA-
A)
(XA-
̅ ) A
1,75
3,0625
1,75
3,0625
-3,25
10,5625
2
(Xd-
̅ )
(Xd-
d
0
̅ )
0
36
d
2
4
218
-0,25
0,0625
5
220
1,75
3,0625
6
222
3,7,5
14,0625
7
216
-2,25
5,0625
8
220
1,75
3,0625
1745
5
42
220
a. Standar Deviasi 2 SA
̅ ( ) = = = 5,25 = 2,29
b. t hitung
̅) ̅ ( t = ( ) () ) = hit
=~ F. Kesimpulan
Masing-masing AVOmeter analog, mempunyai hasil pembacaan/ pengukuran yang berbeda-beda, ini menyebabkan tingkat kesalahan pengukuran yang berbeda-
37
beda pula. Apabila suatu alat ukur memiliki tingkat kesalahan yang besar, maka diperlukan tindakan kalibrasi sebelum menggunakannya.
38
LAPORAN LUX METER A. Tujuan
Dalam praktikum lux meter, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat mengukur dengan menggunakan lux meter; 2. Mahasiswa dapat membaca hasil pengukuran lux meter; dan 3. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik dari suatu lampu pada system penerangan. B. Landasan Teori
Lux meter adalah alat untuk mengkur tingkat intensitas cahaya dari suatu ruangan. Dengan alat ini kita dapat mencegah pemborosan ketika akan memilih lampu. Selain itu, alat ini pula kita memiliki alasan yang tepat untuk mengganti lampu yang terlalu terang atau terlalu redup. Lux adalah terminologi untuk menyatakan jumlah sinar yang diterima oleh sebuah objek seluas 3 kaki persegi pada jarak 1 yard, yard, oleh sebuah sebuah sumber sinar sinar dengan dengan daya 1 watt. watt.
Gambar 12. Lux Meter Digital
39
Lux meter bekerja dengan sensor cahaya. Lux meter cukup diletakkan di atas meja kerja atau dipegang setinggi 75 cm di atas lantai. Layar penunjuknya akan menampilkan tingkat pencahayaan pada titik pengukuran. Bila nilai tingkat pencahayaan ruangan jauh lebih tinggi dari standar, maka kita berpotensi untuk menghemat energi dengan cara mengganti lampu dengan daya listrik lebih rendah atau mematikan sebagian lampu ruangan yang ada.Bia nilai tingkat pencahayaan ruangan jauh lebih rendah dari standar, maka sebaiknya kita mengganti lampu tersebut dengan lampu yang lebih terang.Lux meter akan memandu kita menentukan lampu yang tepat untuk dipasang pada setiap ruangan. Sehingga, dihasilkan tingkat pencahayaan yang sesuai standar. Tingkatpencahayaan yang sesuai standar akan menjaga kualitas pekerjaan serta kesehatan mata kita. Cara kerja dari praktek ini dapat kita lihat dengan gambar berikut:
Gambar 13. Pengukuran Lux Meter C. Alat dan Bahan
1. Lux meter; 2. Lapu pijar satu buah 10 watt;
40
3. Lampu XL satu buah 23 watt; 4. Meteran; 5. Bangku; dan 6. Alat tulis. D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Pasang lampu pijar pada dudukannya; 3. Ukur intensitas cahaya sesuai denga jarak yang telah ditentukan/ diukur; 4. Letakka lux meter setinggi 75 cm dengan menggunakan bangku sebagai penopangnya; 5. Baca hasil pengukuran pada lux meter; 6. Catat hasil pengukuran; 7. Ulangi pengukuran dengan mengganti lampu pijar dengan lampu XL; 8. Baca hasil pengukuran pada lux meter; dan 9. Catat kembali hasil pengukuran. E. Hasil Praktikum
Lampu Pijar
Lampu XL
10 watt
23 watt
0
10
110
2
25
10
90
3
50
10
90
No
Jarak
1
41
4
75
9
85
5
100
8
80
6
125
7,5
70
7
150
6
60
8
175
6
55
9
200
5
50
10
225
4
45
11
250
3
40
12
275
3
35
13
300
2,5
30
14
325
2
25
15
350
1
20
16
375
0
20
17
400
0
15
18
425
0
15
Diagram polar intensitas cahaya lampu lampu pijar 10 watt No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Jarak (m) 0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50
h (m) 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3
E (Lux) 10 10 10 9 8 7.5 6 6 5 4 3
r 2.30 2.31 2.35 2.42 2.51 2.62 2.75 2.89 3.05 3.22 3.40
Cos phi 1.00 0.99 0.98 0.95 0.92 0.88 0.84 0.80 0.75 0.71 0.68
Phi 0.00 6.20 12.26 18.06 23.50 28.52 33.11 37.27 41.01 44.37 47.39
φ (Lumen) 52.90 53.84 56.69 55.40 54.87 58.49 54.01 62.97 61.56 57.93 51.13
I (Candela) 0 2.17 1.16 0.77 0.58 0.51 0.41 0.42 0.38 0.33 0.27
42
12 13 14 15 16 17 18
2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00 4.25
2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3
3 2.5 2 1 0 0 0
3.59 3.78 3.98 4.19 4.40 4.61 4.83
0.64 0.61 0.58 0.55 0.52 0.50 0.48
50.09 52.52 54.71 56.69 58.48 60.10 61.58
60.10 58.72 54.88 31.94 0.00 0.00 0.00
0.30 0.28 0.25 0.14 0.00 0.00 0.00
Diagram polar intensitas cahaya lampu lampu XL 23 watt No. 1 2
Jarak (m) 0.00 0.25
h (m) 2.3 2.3
E (Lux) 110 90
r 2.30 2.31
Cos phi 1.00 0.99
Phi 0.00 6.20
φ (Lumen) 581.90 484.56
I (Candela) 0 19.53
43
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75 4.00 4.25
2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3 2.3
90 85 80 70 60 55 50 45 40 35 30 25 20 20 15 15
2.35 2.42 2.51 2.62 2.75 2.89 3.05 3.22 3.40 3.59 3.78 3.98 4.19 4.40 4.61 4.83
0.98 0.95 0.92 0.88 0.84 0.80 0.75 0.71 0.68 0.64 0.61 0.58 0.55 0.52 0.50 0.48
12.26 18.06 23.50 28.52 33.11 37.27 41.01 44.37 47.39 50.09 52.52 54.71 56.69 58.48 60.10 61.58
510.25 523.24 548.70 545.94 540.11 577.24 615.55 651.71 681.77 701.17 704.60 686.05 638.77 740.30 640.66 735.98
10.40 7.24 5.84 4.79 4.08 3.87 3.75 3.67 3.60 3.50 3.35 3.13 2.82 3.16 2.66 2.99
44
( )) ( ) ( )
; x : Jarak
;
F. Kesimpulan
Semakin jauh jarak suatu benda terhadap lampu, maka semakin kecil intensitas cahayanya.
45
LAPORAN PENGUKURAN PENTANAHAN A. Tujuan
Dalam praktikum pengukuran pentanahan, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat menggunakan earth tester; 2. Mahasiswa dapat mengukur pentanahan atau grounding; dan 3. Mahasiswa dapat membaca hasil pengukuran dengan menggunakan earth tester. B. Landasan Teori
Yang dimaksud dengan pentanahan adalah suatu usaha untuk mengadakan hubungan sistem dengan tanah (bumi) menggunakan penghantar dan elektroda tanah. Dalam pelaksanaanya pentanahan mengandung beberapa fungsi, yaitu : 1.
Pengadaan hubungan dengan tanah untuk suatu titik penghantar arus dari suatu sistem.
2.
Pengadaan hubungan dengan tanah untuk suatu bagian-bagian atau bangunan yang tidak membawa arus dari sistem.
3.
Pengaman terhadap kemungkinan kebocoran arus dari suatu sistem instalasi, pentanahan juga merupakan pengaman terhadap kemungkinan sambaran petir.
4.
Perbaikan bus dan saluran penghantar netral. Besarnya nilai pentanhan diperhitungkan ( PUIL 2000) :
)
Rk = (
Ik = (1-4) In
46
C. Alat dan Bahan
1. Satu set Earth tester; 2. Pasak besi dua buah (150 cm); 3. Palu; 4. Kunci pipa; dan 5. Alat tulis.
Gambar 13. Sat set Earth Tester D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Tentukan lokasi yang akan diukur pentanahannya; 3. Tentukan titik pemancangan pasak besi panjang, pasang pasak besi hingga kedalaman 25 cm; 4. Pasang besi pendek (ukuran 20 cm) pada jarak 10 meter dari pasak besi yang panjang;
47
5. Pasang besi pendek (ukuran 20 cm) yang lainnya pada jarak 10 meter dari besi pendek yang pertama; 6. Pasang kabel pada masing-masingbesi dan hubungkan pada earth tester sesuai dengan warnanya; 7. Ukur dengan earth tester; 8. Catat hasil pembacaan; 9. Ulangi pengukuran, dengan menambah kedalaman per 25 cm pada besi panjang hingga mencapai kedalaman 125 cm; 10. Catat setiap hasil pengukuran.
Rangkaian Pengukuran Pentanahan E. Hasil Praktikum
1. Pengukuran pentahanan secara seri Kedalaman
R (Ω)
R (Ω)
Tanah
Tanah Basah
Tanah Lembab
25 cm
236
738
50 cm
226
93
75 cm
93
61
100 cm
83
44
48
125 cm
62
34
2. Pengukuran pentanahan secara parallel Kedalaman
Elektroda 1
Elektroda 1
Tanah
(Ω)
(Ω)
25 cm
205
209
19
50 cm
84
69
16
75 cm
57
59
15
100 cm
44
43
14
125 cm
40
36
Parallel
Perhitungan secara manual: a. Kedalaman 25 cm
b. Kedalaman 50 cm
c. Kedalaman 75 cm
d. Kedalaman 100 cm
: : : :
= 103,49 Ω
= 103,49 Ω
= 29 Ω
= 21,74 Ω
F. Kesimpulan
1. Antara satu tempat dengan tempat lainnya mempunyai nilai tahanan yang berbeda-beda, ini tergantung dari jenisnya; 2. Semakin dalam elektroda ditanamkan ke dalam tanah, maka nilai tahanannya akan semakin kecil;
49
3. Hasil pengukuran dilapangan terkadang berbeda dengan hasil analisis teori; dan 4. Dengan memparalelkan 2 elektroda, maka akan diperoleh nilai tahanan yang kecil.
50
LAPORAN MEGGER A. Tujuan
Dalam praktikum lux meter, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa mampu menggunakan alat ukur megger; 2. Mahasiswa dapat mengetahui cara pengukuran megger; 3. Mahasiswa dapat membaca hasil pengukuran dengan menggunakan megger; dan 4. Mahasiswa dapat menganalisis hasil pengukuran. B. Landasan Teori M e g g e rd i p e r g u n a k a nu n t u km e n g u k u rt a h a n a ni s o l a s id a r ia l a t a l a t l i s t r i km a u p u ni n s t a l a s i i n s t a l a s i ,s e p e r t ik a b e li n s t a l a s ip a d ar u m a h , k a b e lt e g a n g a nr e n d a h ,k a b e lt e g a n g a nt i n g g i ,t r a n s f o r m a t o r ,d a nl a i n l a i n ,o u t p u td a r ia l a tu k u ri n iu m u m n y aa d a l a ht e g a n g a nt i n g g ia r u s s e a r a h ,y a n gd i p u t a ro l e ht a n g a n .
G a m b a r1 4 .M e g g e rp u t a r
51
Buruknya insulasi jaringan bisa mengakibatkan terjadinya arus bocor dan bisa membahayakan nyawa seseorang. Dimungkinkan juga akan menimbulkan percikan api yang bisa mengakibatkan kebakaran. Pengetesan dilakukan dengan pengukuran tingkat kebocoran jaringan line/phase dengan netral dan line dengan ground. Sebelum melakukan pengetesan terlebih dahulu dilakukan pemutusan hubungan komponen elektronik dan pilot lamp dengan jaringan. Metode pengetesan bisa dilakukan dengan tegangan yang berbeda sesuai dengan kebutuhan. Batas minimum insulasi yang bisa ditolerir untuk pengetesan dengan tegangan 500 VDC adalah 0,5 Mega Ohm sedangkan dengan tegangan 1000 VDC adalah 1 Mega Ohm. Insulasi menjadi salah satu penyebab utama terbakarnya sebuah motor selain masalah elektrik dan mekanik. Sebuah motor akan mengalami penurunan tingkat insulasi karena usia pakai. Jika insulasi motor telah mencapai antara 10 ~ 1 Meg Ohm maka perlu dilakukan preventive maintenance. Jika insulasi dibawah 1 Meg Ohm berarti motor dalam kondisi kritis. Rumus Perhitungan Pengukuran Insulation Test pada tegangan rendah: Rumus ≥ 1000. E (minimal)
Contoh : E =220 V R isolasi = 1000 . 220
= 220.000 220.000 Ω = 0.22 M Ω alat tersebut tersebut masih masih bisa bisa Bila hasil pengukuran lebih dari 0.22 M Ω maka alat dikatakan baik. Jika hasil ukur di bawah minimal, bisa terjadi hubung singkat. C. Alat dan Bahan
52
1. Megger analog; 2. Papan rangkaian; 3. Motor listrik 3 phasa; 4. Trafo; dan 5. Alat tulis. D. Cara Kerja
1. Persiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan; 2. Lakukan pengukuran ke papan rangkaian; a. F – N – N b. F – G – G c. N – G – G 3. Catat hasil pengukuran; 4. Lakukan pengukuran pada motor listrik;
U – V – V
U – B – B
– W U – W
– B V – B
V – W – W
W – B – B 53
5. Catat hasil pengukuran; 6. Lakukan pengukuran pada trafo; dan – C A – C
BODY – BODY – A A
– D A – D
BODY – BODY – B B
– C B – C
BODY – BODY – C C
B – D – D
BODY – BODY – D D
7. Catat hasil praktikum. E. Hasil Praktikum
1. Pengukuran pada papan instalasi MEGER ANALOG
(MΩ) – N F – N
300
F – G – G
300
– N F – N
>1000
2. Pengukuran pada motor 3 phasa MEGER ANALOG
(MΩ) U – V – V
800
– W V – W
600
– U W – U
900
– B U – B
> 1000
– B V – B
> 1000
W – B – B
> 1000
3. Pengukuran pada trafo
54
MEGER ANALOG
(MΩ) A – C – C
> 1000
– D A – D
> 1000
– C B – C
> 1000
– D B – D
> 1000
BODY – BODY – A A
600
BODY – BODY – B B
700
BODY – BODY – C C
> 1000
BODY – BODY – C C
> 1000
F. Kesimpulan
Semua alat dan bahan (papan instalasi, motor listrik, dan trafo) dalam keadaan baik dan layak digunakan. Karena mempunyai nilai tahanan isolasi diatas nilai tahanan minimalnya.
55
LAPORAN SKALA UKUR A. Tujuan
Dalam praktikum lux meter, ada beberapa tujuan yang hendak dicapai oleh mahasiswa, diantaranya adalah sebagai berikut: 1. Mahasiswa dapat membaca nilai skala pengukuran masing-masing alat ukur; dan 2. Mahasiswa mampu menghitung nilai dari skal pengukuran.
B. Landasan Teori
Setiap skala ukur yang mempunyai skala maksimum berbeda, pasti mempunyai nilai skala yang berbeda pula. Cara menentukan nilai tiap skala ukur dapat digunakan rumus sebagai berikut : 1. Ambilah salah satu rentang ukur, misalnya dari 0 ke 10. 2. Hitung jumlah skala pada rentang tersebut. 3. Kemudian hitung :
Nilai skala =
C. Alat dan Bahan
1. Papan panel pengukuran; dan 2. Alat tulis.
D. Cara Kerja
1. Persiapkan alat dan bahan yang diperlukan;
56
2. Lakukan pengamatan secermat mungkin terhadap masing-masing alat, bila perlu lakukan berulang kali; 3. Catat nilai rentang dan jumlah skala dari masing-masing alat ukur; dan 4. Hitung skala ukur. E. Hasil Praktikum ALAT
NILAI
JUMLAH
SKALA
UKUR
RENTANG
SKALA
UKUR
1
Alat ukur 1
15 – 15 – 10 10 = 5
10
0,5
2
Alat ukur 2
200 – 200 – 100 100 = 100
5
20
3
Alat ukur 3
100 – 100 – 80 80 = 20
4
5
4
Alat ukur 4
50 – 50 – 40 40 = 10
5
2
NO
F. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan terhadap beberapa alat ukur, bisa disimpulkan bahwa masing-masing alat ukur mempunyai nilai skala yang berbeda-beda. Dalam pengamatan, terkadang perlu ketelitian dan kecermatan dalam membaca skal ukur.
57